python多线程使用方法实例详解
本文实例讲述了python多线程使用方法。分享给大家供大家参考，具体如下：
threading 模块支持守护线程， 其工作方式是：守护线程一般是一个等待客户端请求服务的服务器。
如果把一个线程设置为守护线程，进程退出时不需要等待这个线程执行完成。
如果主线程准备退出时，不需要等待某些子线程完成，就可以为这些子线程设置守护线程标记。 需要在启动线程之前执行如下赋值语句： thread.daemon = True，检查线程的守护状态也只需要检查这个值即可。
整个 Python 程序将在所有非守护线程退出之后才退出， 换句话说， 就是没有剩下存活的非守护线程时才退出。
使用thread模块
以下是三种使用 Thread 类的方法(一般使用第一个或第三个方案)
- 创建 Thread 的实例，传给它一个函数。
import threading
from time import sleep, ctime
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
def loop(i, nsec):
print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
sleep(nsec)
print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
print('start at', ctime())
threads = []
nloops = range(len(loops))
for i in nloops:
t = threading.Thread(target=loop, args=(i, loops[i]))
threads.append(t)
for i in nloops: # start threads
threads[i].start()
for i in nloops: # wait for all
threads[i].join() # threads to finish
print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
main()
当所有线程都分配完成之后，通过调用每个线程的 start()方法让它们开始执行，而不是 在这之前就会执行。
相比于管理一组锁（分配、获取、释放、检查锁状态等）而言，这里只 需要为每个线程调用 join()方法即可。
join()方法将等待线程结束，或者在提供了超时时间的情况下，达到超时时间。
使用 join()方法要比等待锁释放的无限循环更加清晰（这也是这种锁 又称为自旋锁的原因）。
- 创建 Thread 的实例，传给它一个可调用的类实例。
import threading
from time import sleep, ctime
# 创建 Thread 的实例，传给它一个可调用的类实例
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
class ThreadFunc(object):
def __init__(self, func, args, name=''):
self.name = name
self.func = func
self.args = args
def __call__(self):
self.func(*self.args)
def loop(i, nsec):
print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
sleep(nsec)
print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
print('start at', ctime())
threads = []
nloops = range(len(loops))
for i in nloops:
t = threading.Thread(target=ThreadFunc(loop, (i, loops[i]), loop.__name__))
threads.append(t)
for i in nloops: # start threads
threads[i].start()
for i in nloops: # wait for all
threads[i].join() # threads to finish
print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
main()
- 派生 Thread 的子类，并创建子类的实例。
import threading
from time import sleep, ctime
# 创建 Thread 的实例，传给它一个可调用的类实例
# 子类的构造函数必须先调用其基类的构造函数
# 特殊方法__call__()在 子类中必须要写为 run()
loops = [3, 2, 1, 1, 1]
class MyThread(threading.Thread):
def __init__(self, func, args, name=''):
threading.Thread.__init__(self)
self.name = name
self.func = func
self.args = args
def run(self):
self.func(*self.args)
def loop(i, nsec):
print(f'start loop {i} at: {ctime()}')
sleep(nsec)
print(f'end loop {i} at: {ctime()}')
def main():
print('start at', ctime())
threads = []
nloops = range(len(loops))
for i in nloops:
t = MyThread(loop, (i, loops[i]), loop.__name__)
threads.append(t)
for i in nloops: # start threads
threads[i].start()
for i in nloops: # wait for all
threads[i].join() # threads to finish
print(f'all done at: {ctime()}')
if __name__ == '__main__':
main()
使用锁
python和java一样，也具有锁机制，而且创建与使用锁都是很简便的。
一般在多线程代码中，总会有一些特 定的函数或代码块不希望（或不应该）被多个线程同时执行，通常包括修改数据库、更新文件或 其他会产生竞态条件的类似情况
锁有两种状态：锁定和未锁定。而且它也只支持两个函数：获得锁和释放锁。
一般锁的调用如下
# 加载线程的锁对象 lock = threading.Lock() # 获取锁 lock.acquire() # ...代码 # 释放锁 lock.release()
更简洁的方法是使用with关键字，如下代码功能同上
# 加载线程的锁对象 lock = threading.Lock() with lock : #...代码
示例代码：
import threading
from time import sleep, ctime
lock = threading.Lock()
def a():
lock.acquire()
for x in range(5):
print(f'a:{str(x)}')
sleep(0.01)
lock.release()
def b():
lock.acquire()
for x in range(5):
print(f'a:{str(x)}')
sleep(0.01)
lock.release()
threading.Thread(target=a).start()
threading.Thread(target=b).start()
相关属性和方法
- Thread对象的属性
| 属性 | 描述 |
|---|---|
| name | 线程名 |
| ident | 线程的标识符 |
| daemon | 布尔标志，表示这个线程是否是守护线程 |
- Thread对象的方法
| 方法 | 描述 |
|---|---|
| init(group=None, tatget=None, name=None, args=(), kwargs ={}, verbose=None, daemon=None) | 实例化一个线程对象，需要有一个可调用的 target，以及其参数 args 或 kwargs。还可以传递 name 或 group 参数，不过后者还未实现。此 外 ， verbose 标 志 也 是 可 接 受 的 。 而 daemon 的 值 将 会 设 定 thread.daemon 属性/标志 |
| start() | 开始执行该线程 |
| run() | 定义线程功能的方法（通常在子类中被应用开发者重写） |
| join (timeout=None) | 直至启动的线程终止之前一直挂起；除非给出了 timeout（秒），否则 会一直阻塞 |
| is_alive() | 布尔标志，表示这个线程是否还存活 |
- threading模块其他函数
| 函数 | 描述 |
|---|---|
| start() | 开始执行该线程 |
| active_count() | 当前活动的 Thread 对象个数 |
| enumerate() | 返回当前活动的 Thread 对象列表 |
| settrace(func) | 为所有线程设置一个 trace 函数 |
| setprofile (func) | 为所有线程设置一个 profile 函数 |
| stack_size(size=0) | 返回新创建线程的栈大小；或为后续创建的线程设定栈的大小 为 size |
| Lock() | 加载线程的锁对象，是一个基本的锁对象，一次只能一个锁定，其余锁请求，需等待锁释放后才能获取,对象有acquire()和release()方法 |
| RLock() | 多重锁，在同一线程中可用被多次acquire。如果使用RLock，那么acquire和release必须成对出现，调用了n次acquire锁请求，则必须调用n次的release才能在线程中释放锁对象 |
后记
在Python多线程下，每个线程的执行方式：
1、获取GIL
2、执行代码直到sleep或者是python虚拟机将其挂起。
3、释放GIL
通常来说，多线程是一个好东西。不过由于 Python 的 GIL 的限制，多线程更适合于 I/O 密集型应用（I/O 释放了 GIL，可以允 许更多的并发），而不是计算密集型应用。对于后一种情况而言，为了实现更好的并行性，你需要使用多进程，以便让 CPU 的其他内核来执行。
请注意：多核多线程比单核多线程更差，原因是单核下多线程，每次释放GIL，唤醒的那个线程都能获取到GIL锁，所以能够无缝执行，但多核下，CPU0释放GIL后，其他CPU上的线程都会进行竞争，但GIL可能会马上又被CPU0拿到，导致其他几个CPU上被唤醒后的线程会醒着等待到切换时间后又进入待调度状态，这样会造成线程颠簸(thrashing)，导致效率更低
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希望本文所述对大家Python程序设计有所帮助。
